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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA “ESTUDIO HISTOPATOLÓGICO TRAS LA ADMINISTRACIÓN CRÓNICA DEL 2,2,2-TRIBROMOETANOL EN DOS ESPECIES; RATA (Rattus norvegicus) Y RATÓN (Mus musculus)” T E S I S QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: QUÍMICA FARMACÉUTICA BIÓLOGA P R E S E N T A : BEATRIZ OLIVARES BUENDIA MÉXICO, D.F. 2008. Neevia docConverter 5.1 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. JURADO ASIGNADO PROFESORES Presidente Prof. Elia Brosla Naranjo Rodríguez Vocal Prof. Ana María Vázquez Álvarez Secretario Prof. Ruth Bustamante García 1º. Suplente Prof. Atonatiu Edmundo Gómez Martínez 2º. Suplente Prof. Martha Leticia Jiménez Pardo Sitio donde se desarrollo el tema: Bioterio 5º. Piso Edificio “A”. Facultad de Química. UNAM Asesor del Tema Supervisor Técnico Sustentante Neevia docConverter 5.1 Agradecimientos Mi sincero agradecimiento y cariño a mis asesores, por darme la oportunidad de realizar el trabajo de Tesis: M. en C. Ruth Bustamante García Dr. Atonatiu Edmundo Gómez Martínez M.V.Z José Ramírez Lezama. También agradezco su colaboración y tiempo prestado, para la revisión de esta tesis a las profesoras: Dra. Elia Brosla Naranjo Rodríguez Dra. Ana María Vázquez Álvarez. A todas la personas que colaboraron directamente en la elaboración del trabajo experimental que pertenecen al: Dpto. de Patología de la Facultad de Veterinaria UNAM Bioterio de la Facultad de Química UNAM. A la Universidad Nacional Autónoma de México por haberme alojado durante mi estancia media superior y superior. Neevia docConverter 5.1 A mi mejor amiga Alejandra Buendía Torres por el amor, cariño y protección que me brindas, durante los instantes más significantes de mi vida. También por impulsarme en los momentos de adversidad, por ser una persona a quien admiro y respeto por el simple hecho de valorar la vida como tú solo lo sabes hacer, por la alegría que irradias todos los días, por tantas cosas que te quisiera agradecer. A mi gran maestro Evaristo Olivares Ochoa por ser una parte esencial de mi vida, por enseñarme muchas cosas de actitud y aptitud, por ser una persona que me enseño a no perder de vista los objetivos de la vida, gracias por enseñarme que la vida es una lucha constante y que vale la pena arriesgarse. Gracias por ser como eres porque a pesar de que no tengo muchas cualidades que tú tienes, se que me quieres y me amas y yo creo que es el momento adecuado para decirte que te amo y te quiero tanto. A Ricardo Acevedo Acevedo, por ser mi compañero en toda la extensión de la palabra, gracias por todo este tiempo dedicado, y principalmente gracias por la comprensión y apoyo que me brindas para realizar mis sueños los entiendas o no, pero siempre terminas por ayudarme y apoyarme en todo momento, de verdad eres una persona de la que aun me falta mucho por aprender, ya que para ti no hay obstáculos, porque me enseñaste que el obstáculo más grande, es uno mismo; quiero decirte que estoy orgullosa de ti, porque por fin, el árbol que sembraste, hoy en día está dando frutos y te felicito por todos tus triunfos. . A Ricardo Acevedo Olivares porque la grandeza de la gente no se valora ni se mide por el gran tamaño, ya que tu aun siendo tan pequeño me enseñas día a día, que la vida puede ser tan corta y hay que valorarla y recibirla cada día con amor y alegría, y desde el día que llegaste a mi vida todo cambio por completo, por lo que estoy tan agradecida con dios por haberte puesto en mi camino, creo que el tiempo en el que hemos convivido no ha sido suficiente, pero quiero que sepas que este triunfo es por ti; principalmente es dedicado a ti, porque eres el motor de mi vida, y cuando estoy a punto de desistir solo me basta una mirada Neevia docConverter 5.1 tuya para no darme por vencida, gracias chaparrín te amo mucho, y quiero que sepas que todos mis triunfos son pensados en ti, todos mis triunfos tienen tu esencia. También quiero que sepas que la palabra te amo de verdad no expresa lo que de verdad siento por ti, porque su significado es muy limitado para lo que quisiera expresarte. A mis grandes amigas Ale, Paty, Clau, (Flaca, Moqui y Cacahuata), créanme cuando llegué a esta parte después de llorar, me moría de risa perdón ya las balconee, saben la quiero muchísimo y somos como una fuerza sinérgica que unidas como siempre y como hasta ahora nada nos vencerá. Ale gracias por ser mi compañera y amiga desde la infancia se me viene a la mente tantas travesuras compartidas. Gracias por orientarme en mis problemas familiares, sabes admiro mucho tu inteligencia, y la tranquilidad que tienes y transmites, y gracias por amar tanto a mi chaparrin. No quisiera sentirme tal alejada de ti como ha ocurrido últimamente, ya que las circunstancias dificultan vernos aun mas, pero quiero que sepas que te amo. Paty gracias por ser hoy en día una de mis grandes amigas yo se que a veces no importa la sabiduría de la gente, si no la sabe usar, yo se que tú tienes una cualidad importante que te caracteriza, que es la persistencia y de verdad admiro mucho tu interés por las cosas que desempeñas porque estoy segura que siendo como eres, llegaras a las metas que te has propuesto, y tengo que agradecerte muchas cosas creo que eres como mi segunda mama te amo. Clau quisiera aprender tantas cosas de ti, por ejemplo a ser tan fuerte como tu eres, porque has enfrentado tantos problemas muchas veces sola, pero nunca desistes, y te quiero agradecer todo el apoyo que me brindas sabes que cuentas conmigo porque te quiero y te amo y cuídate mucho por fa. Neevia docConverter 5.1 A las familias Olivares Buendía y Buendia Torres, porque son una parte especial de mi vida ya que me han enseñado que la unidad familiar es el punto más importante para enfrentar todo tipo de problemas. Neevia docConverter 5.1 ÍNDICE: TEMA: Lista de abreviaturas Lista de tablas Lista de figuras CAPÍTULO 1 1 Introducción CAPITULO 2 2 Generalidades 2.1 Historia de la anestesia veterinaria 2.1.1 Definición de anestesia general 2.1.2 Tipos de anestesia general 2.1.3 Fases y etapas de la anestesia general 2.1.4 Anestesia en roedores 2.1.4.1 Periodo preoperatorio en roedores 2.1.4.2 Periodo transoperatorio en roedores 2.1.4.2.1 Anestésicosgenerales utilizados en roedores 2.1.4.3 Periodo postoperatorio en roedores 2.2 El 2,2,2-Tribromoetanol 2.2.1 Historia PÁGINA 8 10 11 12 12 13 13 13 14 14 16 18 19 20 20 23 24 24 Neevia docConverter 5.1 2.2.2 Características físico-químicas 2.2.3 Acción farmacológica 2.2.4 Uso del 2,2,2-Tribromoetanol en roedores y en otras especies 2.3 Métodos de ensayos toxicológicos en animales 2.3.1 Clasificación de los métodos de ensayo Toxicológicos 2.3.2 Ensayos de toxicidad general 2.3.2.1 Ensayos de toxicidad aguda 2.3.2.2 Ensayos de toxicidad subaguda 2.3.2.3 Ensayos de toxicidad subcrónica 2.3.2.4 Ensayos de toxicidad crónica 2.4 Ensayo histopatológico 2.5 Fisiología de roedores CAPÍTULO 3 3 Objetivos 3.1 Objetivo General 3.2 Objetivo Particular CAPÍTULO 4 4 Hipótesis CAPÍTULO 5 24 26 28 30 30 31 31 32 32 33 33 34 37 37 37 37 38 38 39 Neevia docConverter 5.1 5 Material y método 5.1 Material 5.2 Sujetos de experimentación 5.3 Metodología 5.3.1 Distribución de grupos experimentales 5.3.2 Procedimiento para la fijación del tejido 5.3.3 Procedimiento para el estudio histopatológico 5.4 Diagramas de flujo 5.4.1 Diagrama de flujo para rata 5.4.2 Diagrama de flujo para ratón CAPÍTULO 6 6. Resultados 6.1 Peso promedio en ratas evaluados durante el estudio 6.1.1 Evaluación macroscópica en ratas 6.1.2 Histopatología en ratas 6.2 Peso promedio en ratones evaluados durante el estudio 6.2.1 Evaluación macroscópica en ratones 6.2.2 Histopatología en ratones CAPÍTULO 7 7. Análisis de resultados CAPÍTULO 8 39 39 39 40 40 41 41 43 43 44 45 45 45 46 47 49 50 51 52 52 56 Neevia docConverter 5.1 8. Conclusiones 9. Bibliografía Anexo 1 56 57 62 Neevia docConverter 5.1 Lista de abreviaturas ANADEVA Análisis de varianza AL Anestésico local CTRL Control °C Grado centígrado Br Bromuro BR2CHCHO Dibromoacetaldehído DL50 Dosis letal 50 E.E. Error estándar IM Intramuscular IP Intraperitoneal HBr Acido Bromhídrico H2O Agua IV Intravenosa min. Minutos mg Miligramos ml Mililitro mmHg Milímetros de mercurio SCPA Sin cambios patológicos aparentes SNC Sistema nervioso central Neevia docConverter 5.1 TBE. 2,2,2-tribromoetanol TGI Tracto gastrointestinal TRA Tratamiento VEH Vehículo vs. Versus α2 Receptor adrenérgico alfa tipo 2 60´s Sesenta segundos Neevia docConverter 5.1 Lista de tablas pagina Tabla 1. Clasificación de la anestesia veterinaria según la zona anatómica implicada 15 Tabla 2. Clasificación de la anestesia veterinaria de a cuerdo a su vía de administración 16 Tabla 3. Principales anestésicos generales inhalados utilizados en roedores (rata y ratón) 20 Tabla 4. Principales anestésicos generales inyectables utilizados en roedores (rata y ratón) 22 Tabla5. Uso del 2,2,2-Tribromoetanol en roedores y otras especies 29 Tabla 6. Datos biológicos de Rata 35 Tabla 7. Datos biológicos de Ratón 36 Tabla 8. Peso promedio de ratas de los grupos experimentales (g) ± E.E. 45 Tabla 9. Comparación macroscópica de ratas control, vehículo vs ratas tratadas 46 Tabla 10. Corte histológico de hígado de rata 47 Tabla 11. Corte histológico de músculo abdominal de rata 48 Tabla 12. Peso promedio de ratones de los grupos experi- mentales (g) ± E.E.49 Tabla 13. Comparacion macroscópica de ratones control, vehículo vs ratones tratadas 50 Tabla 14. Corte histológico de hígado de ratón 51 Neevia docConverter 5.1 Lista de figuras Página Figura 1. Estructura química del 2,2,2-tribromoetanol 25 Figura 3. Días de administración vs. peso promedio de ratas a lo largo del tratamiento 45 Figura 4. Días de administración vs. peso promedio de ratones a lo largo del tratamiento 49 Neevia docConverter 5.1 CAPÍTULO 1 1 Introducción El uso de sustancias con efecto anestésico en la investigación biomédica, es de suma importancia, ya que puede beneficiar o perjudicar el o los procesos experimentales en los cuales se requiere tener animales que se utilizan por más de una ocasión, por lo que es necesario la evaluación de los productos anestésicos. Cuando estas sustancias se administran crónicamente en animales de laboratorio, pueden producir tolerancia, efectos adversos, secundarios e incluso la muerte; provocando daños que pueden ser observados a nivel macroscópico y/o microscópico. El 2,2,2-tribromoetanol, es un anestésico el cual presenta menos efectos colaterales y adversos administrados a dosis únicas, por lo que es ampliamente utilizado en otros países en animales de laboratorio (rata y ratón), encontrándose buenos resultados comparados con otros anestésicos utilizados, como el pentobarbital y la ketamina, en el cual el margen de seguridad son mucho menores. Por lo que en el presente trabajo, se evalúo los daños inherentes a la aplicación del 2,2,2-tribromoetanol vía intraperitoneal a la dosis efectiva (250 mg/mL en ratones y 300 mg/mL en ratas) en la cual se obtuvo el proceso anestésico, administrándolo vía intraperitoneal de forma crónica, encontrando lesiones microscópicas principalmente en hígado; por lo que se concluye que este anestésico no es recomendable en experimentos en los cuales se requiere su uso en forma crónica. Neevia docConverter 5.1 Neevia docConverter 5.1 CAPITULO 2 2 Generalidades 2.1 Historia de la anestesia veterinaria Los orígenes de la anestesia veterinaria no están claros. Está documentado que en 1540 Paracelso administró éter a pollos (Seymour, 2001) y Henry Hill Hickman, dióxido de carbono a animales de experimentación, mostrando que aliviaba el dolor de la cirugía (Seymour, 2001 y Jones 1965); pero no fue hasta 1846 que la anestesia obtuvo atención pública, ya que en Boston, Morton demostró los efectos del éter en Humanos (Goodman & Gilman, 2003). Este anestésico era fácil de administrar y fácil de elaborar en su fase química pura por ser un líquido a temperatura ambiente y volatilizarse con facilidad; posteriormente se demostró que el éter era potente porque podían producir anestesia inmediatamente, causando algunas veces hipoxia. En Reino Unido se administro éter por primera vez en pacientes humanos (Goodman & Gilman, 2003). Un año después se empezó a utilizar en perros y gatos (Seymour, 2001). El cloroformo fue introducido a el campo de la anestesia por el obstetra escosés James Simpson en 1847 (Seymour, 2001) haciéndese más popular que el éter en la anestesia veterinaria y médica gracias a su olor más agradable y por ser un anestésico no flamable, pero en la actualidad se conoce que es hepatotóxico y un depresor cardiovascular importante. A pesar de su incidencia alta de mortalidad, el cloroformo fue el anestésico más utilizado sobretodo en Inglaterra durante casi 100 años. Durante esta época la cantidad de actos operatorios y el alcance de la cirugía se incrementó. Aunque la incidencia de la mortalidad cambio poco, ya que las infecciones postoperatoria seguían siendo un problema (Seymour, 2001). Antes de que la cocaína se utilizara como anestésico local, los anestésicos generales eran los más usados. La cocaína se dio a conocer como anestésico local gracias a Hobday, quien publicó el primer libro de anestesia veterinaria en 1915 (Plumb, 2006). A partir de entonces se propuso una legislación: el Acta de Anestesia Animal en 1919 (Seymour, 2001). En los años treinta hubo un desarrollo Neevia docConverter 5.1 considerable en la anestesia con barbitúricos, con el uso de pentobarbital y tiopental intravenoso, introducidos por Lundy (Plumb, 2006) que originalmente se le consideró útil como anestésico único, pero las dosis requeridas producían depresión grave del aparato circulatorio y de los sistemas nervioso y respiratorio. Los barbitúricos se popularizaron gracias al catedrático J. C. Wright (Goodman & Gilman, 2003). Durante ese tiempo, el doctor G.B. Brook realizaba sus trabajos en anestesia epidural (Plumb, 2006). En los años cincuenta se produjeron avances considerables en la anestesia veterinaria, principalmente unidos a los desarrollos en anestesia en medicina humana. Por ejemplo, la intubación endotraqueal, los sistemas anestésicos cerrados, la introducción de agentes inhalados fluorados como el halotano y el isofluorano, y nuevos agentes inyectables como la ketamina y el propanol para la inducción de la anestesia. Un desarrollo especifico de la anestesia veterinaria es la utilización de los fármacos α2- agonistas de los adrenorreceptores como es el caso de la Ketamina (Seymour, 2001). 2.1.1 Definición de anestesia La palabra anestesia deriva del griego ἀναισθησία, que significa privación de la sensibilidad, insensible o sin sensación (Flecknell, 1998). Esta palabra fue introducida por Oliver Wendell Holmes para describir el proceso reversible de la depresión del sistema nervioso central (SNC) por un fármaco que produce inconsciencia y reducción o ausencia de la respuesta a los estímulos externos, de manera que el paciente no responde a ellos (Seymour, 2001). 2.1.2 Tipos de anestesia Los anestésicos se pueden clasificar según su zona anatómica implicada en (Tabla 1): 1. Anestesia regional/local (Seymour, 2001): Los anestésicos locales (AL) son fármacos que, aplicados en concentración suficiente en su lugar de acción, impiden la conducción de impulsos eléctricos por Neevia docConverter 5.1 las membranas del nervio y el músculo de forma transitoria y predecible, originando la pérdida de sensibilidad en una zona del cuerpo. (De Carlos, 1999) 2. Anestesia general (Tabla 1 y 2) (Seymour, 2001): Podemos definir a la anestesia general como un estado transitorio, reversible, de depresión del sistema nervioso central (SNC) inducido por fármacos específicos y caracterizados por pérdida de la conciencia, de la sensibilidad, de la motilidad y de los reflejos. En este estado existe amnesia, inhibición de los reflejos sensoriales y autónomos, relajación del músculo (De Carlos, 1999 y Goodman & Gilman, 2003). Tabla 1:Clasificación de la anestesia veterinaria según la zona anatómica implicada (Sumano, 2006) Local 1. Por infiltración 2. Por aplicación superficial 3. Por bloqueo de una rama nerviosa en forma lineal Regional 1. Paravertebral 2. Epidural 3. Intratecal General 1. Por agentes inhalados 2. Por agentes fijos 3. Neuroleptoanalgesia 4. Anestesia disociativa Así mismo podemos tener una clasificación del tipo de anestesia de acuerdo a la vía de administración utilizada Tabla 2 (Plumb, 2006; Desmond ,1986 y Fuentes 1986). Neevia docConverter 5.1 Tabla 2:Clasificación de la anestesia veterinaria de acuerdo a su vía de administración (Plumb, 2006)Tipo Vía de administración Inyectable 1. Intravenosa 2. Subcutánea 3. Intramuscular 4. Intraperitoneal 5. Intraósea Inhaladas 1. Parenteral (para mantener la anestesia) Para fines de este trabajo se detallara el tema de anestesia general, ya que en roedores, el 2,2,2 tribromoetanol induce este tipo de anestesia (Flecknell, 1998). 2.1.3. Fases y etapas de la anestesia general El periodo transoperatorio para la anestesia general se divide en tres fases: inducción, sostén y recuperación, cada una de las cuales tiene características especiales (Goodman & Gilman, 2003 y Plumb, 2006) Fase de inducción: Ocurre cuando un ser consciente pierde la conciencia mediante los efectos del anestésico ya que actúan en el SNC (Goodman & Gilman, 2003; Maluenda, 1977; Mayer, 1966). La fase de inducción presenta cuatro etapas: • Etapa I: Analgesia y movimiento voluntario Se caracteriza por la inducción de un estado de analgesia, no apta para la cirugía. Si el anestésico es un gas, habrá forcejeo, chillidos, excitación y paro voluntario de la respiración, seguidos de inspiraciones profundas. La tensión induce liberación de catecolaminas, por lo que habrá aumento de la frecuencia cardiaca, midriasis y Neevia docConverter 5.1 expulsión de heces y orina. (Sumano, 2006 y Goodman & Gilman, 2003 y Katzung, 2005) • Etapa II: Delirio y movimientos involuntarios Se inicia al perderse la conciencia por acción del anestésico sobre la región cortical, el animal aún reacciona a estímulos fuertes del medio y manifiesta taquipnea e hiperventilación. Aún más por momentos se detiene voluntariamente la respiración. Las pupilas están dilatadas y existe aumento en la frecuencia cardiaca. Hay chillidos salivación y movimientos de deglución. (Sumano,2006; Goodman & Gilman, 2003 y Katzung, 2005) • Etapa III: Anestesia quirúrgica: Se caracteriza por inconsciencia por pérdida progresiva de los reflejos. Se acentúa la relajación muscular por la acción sobre los centros espinales y la respiración se torna más lenta y regular, aunque aún es controlada por la acción de los músculos intercostales y el diafragma. (Sumano 2006; Goodman & Gilman, 2003 y Katzung, 2005) • Etapa IV: Depresión medular Esta etapa incluye la depresión grave del centro vasomotor en la médula espinal y del centro respiratorio. Las mucosas están poco irrigadas y las pupilas muy dilatadas. Los esfínteres urinario y anal se relajan. Sin el apoyo circulatorio y respiratorio completo, rápidamente sobreviene la muerte. (Goodman & Gilman, 2003 y Katzung, 2005) Fase de sostén: En esta fase el tratamiento anestésico interactúa de modo constante con la fisiología general del paciente (Goodman & Gilman, 2003 y Uriarte, 2003). Neevia docConverter 5.1 Fase de recuperación: Los anestésicos administrados se reducen de manera tal que expresan su farmacocinética específica. Tanto los fármacos inhalados como intravenosos pueden tener una farmacocinética retrasada a causa del tejido graso escasamente irrigado, o de carácter de la distribución y el metabolismo. Los factores principales que afectan la tasa de eliminación del anestésico son ventilación pulmonar, flujo sanguíneo y solubilidad en la sangre y tejidos. En razón del alto flujo sanguíneo cerebral, el anestésico en el cerebro principalmente los anestésicos inhalados, decrecen con rapidez (Goodman & Gilman, 2003 y Uriarte, 2003). Los cambios fisiológicos que acompaña a la recuperación son hipertensión y taquicardia mientras el sistema nervioso simpático recobra su tonicidad y en tanto es estimulado por el dolor, a menudo hay escalofríos debido a la hipotermia. Una vez descritas las fases y etapas de la anestesia general se dará una breve introducción de los anestésicos utilizados en las ratas y ratones ya que estos animales fueron los sujetos experimentales de este trabajo. 2.1.4 Anestesia en roedores Cuando los roedores son utilizados para fines experimentales, el dolor debe ser abolido y reducido al mínimo, por lo tanto, el logro de la anestesia y analgesia es importante, ya que de la técnica anestésica, se pueden llegar a tener efectos adversos, que pueden interferir en la calidad de los resultados obtenidos en la experimentación animal (Flecknell 1998 y Mook, 2008). Un efecto adverso es la muerte de los roedores ya que si hacemos una revisión de la mortalidad debida a procedimientos anestésicos tienen una incidencia de mortalidad y morbilidad significativamente más alta (3.5%) que los perros y gatos (0.23%). (Seymour, 2001). Esto se debe a que existen varios problemas cuando se anestesia a roedores ya que están relacionados con diferentes factores como los que se mencionan a continuación: Neevia docConverter 5.1 • El pequeño peso corporal de estas especies, ya que su alta proporción entre el área de superficie y peso corporal las hacen particularmente susceptibles a hipotermias (Green, 1982). • La administración intravenosa está limitada por el tamaño de las venas superficiales (Flecknell, 1998). • La pequeña laringe hace difícil la intubación endotraqueal (Flecknell, 1998). • Una de las consecuencias del tamaño, es que el volumen de los anestésicos pueden ser muy pequeños, por lo que en muchos casos se encontraran inconvenientes para mezclar juntos los compuestos requeridos y diluirlos con agua estéril para la inyección. (Flecknell, 1998) • La existencia de enfermedades previas que en algunos casos pueden presentar manifestaciones clínicas. Por ejemplo enfermedades respiratorias crónicas que es común en ratas y ratones (Seymour, 2001). • Trastornos del tracto gastrointestinal relacionados con el estrés en el periodo postquirúrgico (Seymour, 2001). 2.1.4.1 Periodo preoperatorio en roedores Para proporcionar la anestesia del nivel requerido en roedores es esencial realizar procedimientos preoperatorios adecuados antes de intentar anestesiar a un animal. Unos buenos cuidados preoperatorios reducirán la incidencia de muchas de las complicaciones que pueden ocurrir durante la anestesia (Flecknell, 1998). Por lo que antes de la selección de un método anestésico se debe hacer una evaluación integral del paciente; los factores que se toman en cuanta son: • El estado físico del paciente: el uso de animales sanos es el factor individual más importante ya que puede reducir los riesgos asociados con la anestesia. Neevia docConverter 5.1 • La presencia de enfermedades: puede interferir en utilización, metabolismo, y eliminación de algunos anestésicos; en casos extremos puede inducir reacciones letales (Flecknell, 1998). • La talla o tamaño y la especie: en animales obesos debe considerarse que su capacidad metabólica es equivalente a la de un animal esbelto, por lo que debe ajustarse la dosis (Muri, 1989). • La edad: se sabe que el mayor porcentaje de viabilidad es en pacientes jóvenes (Muri, 1989). • El sexo: hay diferencias poco considerables en la capacidad de metabolismo de ambos sexos aunque se dice que el metabolismo basal del macho es 7 % mayor que el de las hembras (Muri, 1989). • Estrés ambiental y el manejo: el mal manejo de los animales puede ocasionarles tensión nerviosa intensa que puede inducir hipotensión en animales tranquilizados con la combinación de otros anestésicos (Flecknell, 1998). En la parte experimental de este trabajo no fue necesario el uso de medicación pre-anestésica debido a que los animales utilizados (rata y ratón) son pequeños, de fácil manipulación y escasamente se requiere sedación previa. 2.1.4.2. Periodo transoperatorio en roedores Para llevar a cabo intervenciones quirúrgicas en animales de laboratorio como en roedores, debe suprimirse por completo la percepción del dolor; esto puede logarse mediante dos maneras fundamentales para llegar al estado anestésico requerido. La anestesia general por medio de anestésicos parenterales,inyectables o inhalados (Ortiz, 2003 y Harkness,1995). 2.1.4.2.1 Anestésicos generales utilizados en roedores. Se puede emplear anestésicos inhalados en roedores (Tabla 3), aun que los anestésicos más utilizados en roedores son los inyectables (Tabla 4), aunque el Neevia docConverter 5.1 pequeño tamaño corporal de los roedores hace difícil la inyección intravenosa y los fármacos se administran normalmente vía intraperitoneal o intramuscular. Si se utilizan estas vías, no es posible administrar el fármaco gradualmente según el efecto y el anestésico debe darse como una dosis única y calculada. Debido a la amplia variación en la respuesta a los fármacos entre diferentes líneas de ratas y ratones, entre animales machos y hembras y entre individuos, es mejor usar un fármaco que proporcione un amplio margen de seguridad. También, se pueden emplear (Ortiz, 2003 y Muri, 1989). * Se emplea la misma dosis en ratas y ratones **No se tiene alguna observación Tabla 3:Principales anestésicos generales inhalados utilizados en roedores (rata y ratón) (Ortiz 2003) Fármaco Dosis Vía Observaciones Halotano 3-4% en la inducción 1-2% en mantenimiento Parenteral Circuito abierto Inducción en jaula anestésica o con ketamina o tiletaina- zolazepam Isoflurano 3-4% en la inducción 1-2% en mantenimiento Parenteral ** Neevia docConverter 5.1 Tabla 4:Principales anestésicos generales inyectables utilizados en roedores (rata y ratón) (Ortiz 2003) Fármaco Dosis Vía Observaciones Ketamina 50 mg/kg* IM, IP analgésia y miorrelajación resultados inconstantes, utilizado como sedante Ketamina+acepromazina 50-150+2.5-5 mg/kg* IM ** Ketamina-xilazina Rata 90+5 mg/kg Ratón 50-200+5-10 mg/kg IP Buena analgesia anestesia Ketamina-diazepam 40-150+3-5 mg/kg* IM,IP ** Ketamina+medetomidina 75+0.01 mg/kg* IM,IP Buena miorrelajación, anestesia quirúrgica en ratas Tiletamina+zolazepam+xilacina 10-30+10 mg/kg* IM,IP ** Pentobarbital sódico 20-50 mg/kg* IP Dosis muy variable, margen de seguridad limitado , riesgo de hipotermia y depresión respiratoria Tiopental Rata 20-40 mg/kg Ratón 25-40 mg/kg IP Recuperación rápida anestesia quirúrgica en ratas Propofol Rata 10 mg/kg Ratón 20-30 mg/kg IV Anestesia de corta duración recuperación rápida en ratones, anestesia quirúrgica en ratas Neevia docConverter 5.1 * Se emplea la misma dosis en ratas y ratones **No se tiene alguna observación En pequeños mamíferos puede ser de vital importancia proporcionar una monitorización y un soporte continuo durante el periodo postoperatorio se debe establecer un área de recuperación de manera que se pueda estabilizar a una temperatura adecuada. 2.1.4.3 Periodo postoperatorio en roedores En el periodo postoperatorio los pequeños mamíferos pueden presentar hipotermia hasta que no recuperen su actividad normal, de manera que, tras la operación, se debe mantener una temperatura controlada (Seymour, 2001 y Lumb 1963). Es de importancia que los animales descansen en una cama confortable, el aserrín no es el adecuado. Para el periodo de recuperación inicial se debe proporcionar un estrado especializado como cama, y una vez que el animal ha recuperado su actividad normal, se le puede transferir a una cama que contenga material aislante ya que el animal podrá enterrarse; lo que le proporciona al animal calor y sensación de seguridad. (Flecknell, 1998 y Mayer, 1966). Como se menciono anteriormente, existe una amplia gama de anestésicos empleados en animales de laboratorio aunque algunos de estos tiene efectos colaterales que pueden ocasionar incluso la muerte (Ortiz 2003); actualmente se está utilizando el 2,2,2 Tribromoetanol en dosis única como anestésico de elección en investigación biomédica, pero como a veces se requiere de anestésicos que puedan ser utilizados en forma crónica es necesario su estudio. En México se está empezando a usar, por lo que es necesario evaluar y revaluar su funcionalidad. Neevia docConverter 5.1 2.2 El 2,2,2-Tribromoetanol (TBE) El nombre químico de este compuesto es el 2, 2, 2-Tribromoetanol. También se le conoce como: β-Tribromoetanol; 2,2,2-Tribromoetanol; 2,2,2- Alcohol tribromoetílico; Avertin; Basibrol; Bromethol; Ethobrom; Ethobrome; NSC 2189; Narcolan; Narcotyl; Narkolan; Rectanol; Tribromoetanol. 2.2.1 Historia Las características anestésicas del 2,2,2-tribromoetanol, habían sido descubiertas por el farmacólogo Fritz Eichholtz. Más tarde el cirujano Otto Butzengeiger de Wuppertal lo introdujo en práctica clínica en el año 1926. Este fármaco fue usado ampliamente debido a sus buenas cualidades anestésicas, a sus efectos ansiolíticos y porque no causó al parecer ningún problema. Se uso hasta principios de los años 60 en humanos. (Goerig, 2002, Chari 2001, Emerson 1942). Se empleaba como anestésico de base en humanos, se administraba por vía rectal y para completar la anestesia quirúrgica se administraba el oxido nitroso, éter o ciclopropano, por lo que en su conjunto con el TBE reducía la cantidad de estos anestésicos volátiles. Después del proceso anestésico había dolor de cabeza naúseas, y malestar que duraba uno o dos días; el vómito no era frecuente. En humanos no se utiliza como anestésico general ya que el margen de seguridad entre la dosis toxica y la anestesia es estrecha. También, se utilizaba para el control de la rigidez muscular, y para convulsiones del tétanos, al igual que en la eclampsia y estrés maniático (Litter 1959 y Sterz, 1981). Actualmente, este fármaco entro en desuso por los efectos adversos o colaterales, sin embargo, en Europa es ampliamente utilizado en roedores (Chari, 2001). 2.2.2 Características físico-químicas El tribromoetanol es una sustancia sintética que deriva del alcohol etílico cuando se reemplazan tres átomos de hidrogeno por tres de bromo; esta introducción de halógenos aumenta la acción depresora sobre el SNC, tal como sucede en el caso del cloroformo (Howard, 1952). Neevia docConverter 5.1 El tribromoetanol está formado por tres átomos de bromo (Br) y un grupo alcohol, cuya estructura química se representa como sigue: (Figura 1). Figura 1. Estructura química del 2,2,2-tribromoetanol (www.sigmaaldrich.com) Su fórmula empírica se representa: C2H3Br3O, cuyo peso molecular es de 282.78 g/mol.(www.chemyq.com) Es un polvo cristalino con un punto de fusión de 79 C° a 81C°, con un ligero olor aromático; soluble en alcohol, cloroformo y éter (Litter 1959 ). Ligeramente soluble en agua 1:39 y la solución se descompone fácilmente, con la formación de dibromoacetaldeido y ácido bromhídrico que son irritantes a los tejidos Las soluciones acuosas del tribromoetanol no deben calentarse por arriba de 40C °, y deben ser preparadas inmediatamente antes de su uso. Por estas razones el TBE se empleaba disuelto en hidrato de amileno que es un alcohol terciario, que también es un depresor del SNC y contribuye en menor medida con la acción del TBE. (Howard, 1952). Se descompone en presencia de luz y con la humedad del aire por lo que se deben almacenar en contenedores herméticos y protegido de la luz (Jones, 1965). Las soluciones de TBE cuando son mal almacenadas, estas se descomponen principalmente en ácido bromhídrico (HBr) y dibromoacetaldehido (Br2CHCHO ), ambos productos son fuertemente irritantes. En el caso del Ácido Bromhídrico (HBr), tenemos que es una sustancia corrosiva para los ojos, la piel y el tracto respiratorio. La inhalación del gas puede originar edema pulmonar. La evaporación rápida del líquido puede producir congelación (www.chemyq.com). El Dibromoacetaldehído Br2CHCHO, es una sustancia corrosiva y fuertemente irritante al contacto con tejido vivo (www.chemyq.com). Neevia docConverter 5.1 2.2.3 Acción farmacológica: SNC: El TBE produce una depresión del SNC,con una marcada acción en la médula semejante a los anestésicos generales e hipnóticos alifáticos. Cuando se administraba por vía rectal, el individuo se dormía en 10 o 15 min. Y se llegaba a la anestesia basal en 20 o 30 min., sin periodo de excitación y duraba alrededor de una hora, seguida de un sueño de varias horas; cabe mencionar que no se obtenía una buena relajación muscular. Con dosis altas se podía obtener anestesia quirúrgica completa, con relajación muscular, pero era peligrosa (Litter 1959). Sistema cardiovascular Sobre el corazón, en experimentos de perfusión en órgano aislado y en mamíferos intactos a dosis elevadas se descubrió que el tribromoetanol era un depresor. También, a dosis terapéutica la presión arterial descendía (unos 25 mmHg), en forma no peligrosa; esto se debe a la depresión del centro vasomotor y vasodilatación periférica (Litter 1959). Respiración El tribromoetanol deprime el centro respiratorio y a las dosis que producen anestesia quirúrgica existe el peligro de paro respiratorio, por lo que se le empleaba como anestesia basal, en cuyo caso la respiración también es deprimida pero en grado no peligroso. Dada esta depresión no se le utilizaba en conjunto con fármacos que potenciaran la acción de depresión respiratoria.(Litter 1959). Hígado y riñón: Como narcótico halogenado (semejante al cloroformo), el TBE puede causar daños a estos órganos parenquimatosos (Matthew, 2000). Así las altas dosis repetidas producen daño hepático pero no intenso y reversible. Con las dosis Neevia docConverter 5.1 usuales en mamíferos, se produce poca alteración en la función hepática, pero a dosis altas en personas sanas, jóvenes o enfermos hepáticos, es capaz de provocar lesiones, a veces graves llegando a ser letales. En el riñón, el TBE es capaz de provocar albuminuria y empeorar la lesión renal si existía nefropatía previa. Como parte del farmaco se excreta por el riñón, la insuficiencia renal aumenta la toxicidad de la misma (Martindale,1973 y Litter, 1959). Absorción excreción El TBE se empieza a absorber rápidamente pero irregularmente por la mucosa rectal; el 50% de la dosis administrada se adsorbe en 10 minutos, este es conjugado con el acido glucorónico en el hígado y es eliminada completamente en la orina. Alrededor de dos horas después de la administración como tribromoetanol glicuronato (Lumb 1963). El TBE se difunde a través de la placenta (Martindale,1973). Intoxicación: Los accidentes de esta anestesia podían ser locales que se producían por descomposición del TBE, generalmente por temperaturas superiores a 40C°, con formación de dibromoacetaldeído y ácido bromhídrico, capaces de lesionar la mucosa. En la mucosa rectal causaba tenesmo y hemorragias. Los accidentes cardiovasculares consistían en una hipotensión arterial que podía ser peligrosa. Existían también accidentes respiratorios en donde la respiración artificial no eliminaba el anestésico como en los anestésicos volátiles por lo que este era el accidente más grave de esta anestesia. Los accidentes hepáticos y renales eran raros y consisten en la atrofia aguda amarilla del hígado con necrosis tóxica mortal (Thompson, 2002 ). El tratamiento para la hipotensión consistía en la administración de efedrina o noradrenalina, el paro respiratorio se trataba por intubación traqueal y administración de oxígeno con respiración artificial y la administración de Neevia docConverter 5.1 pentilentetrazol y cafeína. La circulación se mantenia con infusiones de plasma o con soluciones electrolíticas o con metaraminol o metilanfetamina y se realizaba un enema evacuante para remover la droga que no se absorbía (Litter, 1959 y Reid, 1999). Contraindicaciones Estaba contraindicado en insuficiencia y daño hepático y/o renal, en las afecciones colorectales como inflamación, en las afecciones pulmonares avanzadas, en enfermedades cardiacas graves, en operaciones en el recto o ano, en individuos jóvenes y ancianos, en individuos con acidosis, anemia, sepsis, severo hipertiroidismo o tuberculosis. Este no se administraba en conjunto con fármacos que deprimen el sistema respiratorio o con otro anestésico halogenado. La adrenalina no se administraba con el TBE porque era peligrosa en la fibrilación ventricular. En humanos, las personas alcohólicas requerían dosis altas peligrosas para la anestesia basal. En los años 60´s en algunos hospitales ya era restringido su uso por: Variabilidad de la respuesta, irritación rectal, periodo de inducción prolongado cuando un anestésico inhalado era usado como suplemento, efectos retardados, numerosas contraindicaciones, la imposibilidad de eficacia para remover el agente una vez que empezaban a ser evidentes los efectos tóxicos y por la depresión que causaba. La difusión trasplacentaria también era un problema ya que el TBE es profundamente depresor del feto, y en los niños permanecía relativamente inactivo por arriba de 4 días después de su uso como anestesia basal (Martindale,1973). 2.2.4 Uso del 2,2,2-Tribromoetanol en roedores y otras especies Neevia docConverter 5.1 El uso del 2,2,2-tribromoetanol como anestésico, ha sido utilizado en diferentes especies además del humano y roedores (Tabla 5).(Jones , 1965;Litter, 1959;Graham ,1964; Lumb, 1963; Lawrence 1971 y Flecknell 1998). TABLA 5: USO DEL 2,2,2-TRIBROMOETANOL EN ROEDORES Y OTRAS ESPECIES Especie Solución Dosis Vía Tipo anestesia Comentarios Gato 3% 300 mg/kg Rectal Basal Sin comentario Humano 2.50% 80 mg/kg Rectal Basal El individuo se dormía en 10 o 15 min. Y se llegaba a la anestesia basal en 20 o 30 min., sin periodo de excitación y duraba alrededor de una hora, seguida de un sueño de varias horas Tortuga terrestre 2 ml de TBE + 20 ml de ETOH al 10 % 10 ml/kg Rectal e intraperitoneal General Anestésico utilizado para el transporte de tortugas terrestes Perro 2 o 3 % 400-600 mg/kg Rectal u oral Basal Es rápidamente absorbida, el principio de la narcosis después de la administración es después de 2, 3 min, alcanzando un pico a los 15 min y el efecto dura dos horas Roedores 2.50% 250-300 mg/kg Intraperitoneal General En ratón la dosis 250 mg /kg la. Para rata la dosis efectiva es 300 mg/kg. Para ambos la inducción requiere de 1-2 min. Y se recupera de 40 a 90 min Neevia docConverter 5.1 Efectos: En roedores produce anestesia quirúrgica por vía intraperitoneal con una buena relajación muscular y con un moderado grado de depresión respiratoria (Flecknell 1998). Efectos no deseados: Tanto en ratas y ratones, el TBE irrita el peritoneo, además un mal almacenamiento de las soluciones acuosas del TBE puede causar irritación severa, adhesiones peritoneales y fibrosis alrededor de las vísceras abdominales y frecuentemente se encuentra la disfunción intestinal, esto sucede a causa de la descomposición del TBE que está en solución acuosa; sin embargo, el uso de soluciones acuosas recién preparadas de TBE contribuyen a una alta tasa de mortandad en ratones, si posteriormente se utiliza un segundo anestésico (Flecknell, 1998), sin embargo, se ha demostrado que la solución de TBE es irritante en ratas (Reid,1999). Para poder realizar el estudio del Tribromoetanol a través de una administración crónica fue necesario utilizar los métodos de ensayo toxicológicos. 2.3 Métodos de ensayos toxicológicos en animales Los métodos de evaluación toxicológica en animales tienen como objetivo hacer un estudio preclínico tras la administración de una sustancia de interés, para observar los efectos de estas sustancias en animales de laboratorio, ya que si son suficientemente fidedignos, pueden aplicarse a la toxicidad de seres humanos (Goodman & Gilman, 2003). 2.3.1 Clasificación de los métodos de ensayo toxicológicos Los métodos de ensayo toxicológicose dividen en: • Métodos de ensayo toxicológico generales: Neevia docConverter 5.1 Son aquellos ensayos que están diseñados para evaluar los efectos globales de los compuestos sobre los animales de experimentación. Estos ensayos se designan como pruebas de toxicidad aguda, subcrónica y crónica. Los ensayos generales prolongados y crónicos no detectan todas las formas de toxicidad, pero pueden poner de manifiesto algunas toxicidades especificas (Loomis, 1982). • Métodos de ensayos de toxicidad especifica : En este tipo de ensayos se requerir que se investigue en cuanto a ciertas toxicidades puntuales, y se inician estudios más detallados a fin de estimar el grado de seguridad al respecto. Por ejemplo: ensayos de potenciación, ensayos teratogénicos, ensayos de reproducción, etc. (Loomis, 1982). A excepción de los ensayos de toxicidad aguda, la mayoría de los ensayos se lleva a cabo con el objeto de determinar la naturaleza de cualquier toxicidad que se pueda producir por dosis repetidas administradas a animales a lo largo de un amplio periodo de tiempo y para estimar el grado de seguridad de un material para el hombre (Loomis, 1982). Para el fin de este trabajo únicamente se tomarán en cuenta los ensayos de toxicidad general. 2.3.2 Ensayos de toxicidad general Los ensayos de toxicidad general se dividen en ensayos de toxicidad aguda, subaguda, subcrónica, crónica, que serán descritos a continuación. 2.3.2.1 Ensayos de toxicidad aguda La toxicidad aguda es el ensayo por excelencia que se lleva a cabo en todas las sustancia químicas que tienen algún interés biológico. Consiste en administrar el compuesto a los animales en una ocasión. El objeto de este ensayo es determinar la sintomatología, morbilidad, signos de intoxicación y/o letargo que conciernen a la administración del compuesto en cuestión y su grado de letalidad para Neevia docConverter 5.1 determinar la dosis a la cual el 50 % de la población muere (DL 50) (Loomis, 1982 y Vernon 1998). La DL 50 se calcula en dos especies de animales por dos vías de administración y se registra el número de animales que fallecen en un lapso de 14 días después de recibir una sola administración (Goodman & Gilman, 2003 y Klaassen 1991). Algunos animales frecuentemente ocupados para este tipo de estudios son la rata y el ratón y el número de roedores a usar es de 50 a 60 animales (Klaassen 1991 y Baker 1980). 2.3.2.2 Ensayos de toxicidad subaguda El objetivo de este ensayo es obtener la información de un toxico después de un periodo de repetidas administraciones de una sustancia, según el protocolo usual se dan de tres a cuatro dosificaciones (Clarke, 1975). En ratas se ocupan 10 individuos por sexo y por dosis y en perros se dan tres dosis y se ocupan de tres a cuatro animales por sexo. La revisión histopatológica se realiza catorce días después del término de la administración (Clarke, 1975 y Frimer, 1973). 2.3.2.3 Ensayos de toxicidad subcrónica Este estudio está diseñado para proporcionar datos sobre efectos tóxicos de un fármaco durante un periodo de tiempo. El periodo de tratamiento es usualmente de 30 a 90 días (Baker, 1980). Además de la determinación de los afectos clínicos, también involucra una variedad de evaluaciones bioquímicas y patológicas, para proporcionar información adicional que puede ser usada para planificar el ensayo crónico a largo plazo (Baker, 1980; Loomis, 1982 y Plumlee 2003). Los animales usados frecuentemente en este ensayo son alrededor de 15-20 ratas por sexo y tres diferentes dosis por una vía de administración (Baker,1980; Pascoe, 1983 y Plumlee, 2003). Neevia docConverter 5.1 2.3.2.4 Ensayos de toxicidad crónica La razón de llevar a cabo ensayos de toxicidad crónica en animales es, demostrar ausencia de toxicidad cuando las dosis implicadas representan un cierto nivel práctico, y la segunda es la evaluación del potencial carcinogénico de una sustancia. (Loomis, 1982 y Ecobichon, 1998). Para este tipo de ensayo la especie animal más utilizada es la rata, este tipo de protocolo experimental sugiere 60 ratas por cada género (sexo). Durante dos años (Baker, 1980 y Vernon,1998). Para realizar los métodos de ensayos toxicológico en animales, se utilizan ensayos histopatológico, para evaluar el daño causado por el fármaco (Vernon,1998, Frimer, 1973). 2.4 Ensayo histopatológico La histopatología estudia las células o tejidos lesionados o enfermos. Estos tejidos son estudiados por medio de los ensayos histopatológico que tienen como objetivo la visualización al microscopio óptico de ejemplos de lesiones de carácter general por medio de cortes de órganos preparados adecuadamente para poder efectuar el estudio de sus componentes “células y tejidos” (Prophet, 1995). Una vez obtenido la pieza a analizar se realiza: • Fijación: que tiene como objetivo conservar el material lo mas semejante posible a como se encontraba en el animal vivo. Preservarlo de la autólisis y putrefacción. Prepararlo ara su posterior tratamiento (Prophet, 1995). • Marcha de inclusión: paso en donde se substituye el agua y le proporciona dureza y firmeza a la pieza paraqué pueda ser seccionada en cortes del orden de las 5 – 10 µm de grosor. El material de inclusión por lo general es parafina. Y en este paso está involucrada la : Deshidratación: la parafina no es soluble en agua por lo que hay que eliminarla a través de pasos sucesivos por alcoholes de concentración creciente (Prophet, 1995). Neevia docConverter 5.1 Transparentación: por lo que la parafina no es soluble en alcohol hay que sustituirlo por un solvente adecuado como tolueno, xileno o acetona Impregnación de parafina: se comienza con una parafina blanda que penetre con facilidad y que funde entre 53 y 55 °C y después se le aplica otra de mayor dureza que funde a 54- 56 °C y finalmente la pieza se termina de embeber con parafina que funde a 56- 58°C (Prophet, 1995). • Cortes al micrótomo de parafina • Coloración: tiene por objetivo aumentar el contraste entre sus diferentes estructuras. Existen tres maneras de teñir los cortes: Técnicas generales o topográficas: permite realizar el estudio de los órganos y tejidos en su totalidad como la hematoxilina-eosina de Harris (Prophet, 1995). La hematoxilina es un colorante básico que tiñe a los núcleos (azul). La eosina es un colorante ácido que se utiliza para teñir el citoplasma (rojo) Técnicas especiales: que pone de manifiesto alguno(s) componentes en particular Técnicas histoquímicas: que permite la identificación y localización especifica de sustancias al microscopio (Prophet, 1995 y Uria, 1996). 2.5 Fisiología de roedores La rata ha sido utilizada en el laboratorio de experimentación, seguida del ratón, que durante años han servido para la adquisición de nuevos conocimientos de cualquier orden científico por ejemplo en los campos del trasplante, inmunología, genética básica, reproducción, oncología, comportamiento, envejecimiento , toxicología , bioquímica fisiología, bacteriología, virología, hematología, radiobiología, y farmacología esta última de gran interés en éste trabajo ya que el ratón ocupa un lugar preferente en los ensayos de toxicidad aguda y de que son fundaméntales para evaluar los nuevos compuestos, en cuanto a sus posibles Neevia docConverter 5.1 efectos fisiológicos y potencial toxico; así como también la rata, que es el animal de elección en ensayos toxicológicos crónicos (Illera, 1991). En la tabla 6 y 7 se resumen los datos biológicos para rata y ratón TABLA 6: Datos biológicos de rata. (Ortiz, 2003;Aspinall, 2004; Laber,1996 y Hrapkiewicz ,1998) Datos biológicos Especificación Género: Rattus Especie: norvegicus Familia: Muridae Orden: Rodentia Suborden: Myomorpha Peso corporal adulto: Macho Hembra 300 – 520g 250 – 300g Tiempo de vida: 2.5 – 3.5años Temperatura corporal: 35.9°C – 37.5°C Frecuencia cardiaca: 250 – 450 pulsos/min Frecuencia respiratoria: 70 – 115 reps/min Consumo de comida: 5-6g / 100g / día Consumo de agua: 10-12ml / 100g / día Madurez sexual hembra y macho: 2 meses Determinación de las fases del ciclo estral: Frotis vaginal Tipo de ciclo estral: Poliéstrico continuo Duración del ciclo estral 4 – 5 días Período de gestación: 21 – 23 días Tamaño de la camada: 6 – 12 animales Edad al destete: 21 días Volumen sanguíneo: 1.4- 2.8 ml Número de cromosomas (diploide): 42 Neevia docConverter 5.1 TABLA 7: Datos biológicos de ratón. (Ortiz, 2003;Aspinall, 2004; Laber,1996 Y Hrapkiewicz ,1998) Datos biológicos Especificación Género: Mus Especie: Musculus Familia: Muridae Orden: Rodentia Suborden: Myomorpha Peso corporal adulto: Macho Hembra 20 – 40g 25 – 40g Tiempo de vida: 1.5 – 3 años Temperatura corporal: 36.5°C – 38°C Frecuencia cardiaca: 325 – 780 pulsos/min Frecuencia respiratoria: 60 – 220 reps/min Consumo de comida: 12-18g / 100g / día Consumo de agua: 15ml / 100g / día Madurez sexual hembra y macho: 1.5 meses Determinación de las fases del ciclo estral: Frotis vaginal Tipo de ciclo estral: Poliéstrico continuo Duración del ciclo estral 4 – 5 días Período de gestación: 19 – 21 días Tamaño de la camada: 10 – 12 animales Edad al destete: 21 – 28 días Volumen sanguíneo: 17.5-35 ml Número de cromosomas (diploide): 40 Neevia docConverter 5.1 CAPÍTULO 3 2 Objetivos 1.1 Objetivo General • Evaluar los daños ocasionados por el 2.2.2-tribromoetanol tras la administración crónica del TBE. 1.2 Objetivo Particular • Evaluar los efectos con respecto al peso en 2 especies diferentes de roedores: Mus musculus y Rattus norvegicus. • Explorar los efectos macroscópicos del 2,2,2-Tribromoetanol en 2 especies diferentes de roedores: Mus musculus y Rattus norvegicus. • Determinar los daños histopatológicos principalmente en hígado tras la administración crónica del 2,2,2-tribromoetanol vía intraperitoneal a las dosis efectivas (250 mg/ml para ratón y 300 mg/ml para rata), mediante la administración crónica, en 2 especies diferentes de roedores: Mus musculus y Rattus norvegicus Neevia docConverter 5.1 CAPÍTULO 4 4 HIPÓTESIS Si el 2,2,2-tribromoetanol, es un anestésico el cual presenta menos efectos colaterales o adversos, en animales de laboratorio a dosis únicas, comparado con otros anestésicos, entonces, se espera encontrar en el estudio histopatológico,una incidencia disminuida o ausencia de lesiones en hígado tras la administración crónica de este anestésico. Neevia docConverter 5.1 CAPÍTULO 5 5 Material y método 5.1 Material A. Sustancias • 2,2,2-Tribromoetanol, Pureza 96%. FLUKA. B. Soluciones • Solución Salina Isotónica 0.9%. BAXTER • Etanol BAXTER • Solución de TBE al 2% • Formol al 10% BAXTER C. Equipo de Curación • Jeringas desechables (1 y 10 mL) de plástico con aguja de acero inoxidable calibre 25 • Estuche de disección D. Equipo Fijo • Balanza granataria (Toledo) • Cronómetro • Marcadores Indelebles • Histoquinette (Sakura RH-12EP) • Micrótomo (Leica RM-2125RT) 5.2 Sujetos de experimentación Se utilizaron: Neevia docConverter 5.1 • Ratones macho jóvenes adultos de la especie Mus musculus cepa CFW dentro de un rango de peso de 20 a 28 g. Se proporcionó libre demanda de agua y alimento.(NOM-062-ZOO-1999) • Ratas macho jóvenes adultos de la especie Rattus norvegicus cepa Wistar dentro de un rango de peso de 220 a 280 g. Se proporcionó libre demanda de agua y alimento. (NOM-062-ZOO-1999). Los animales empleados en este experimento se obtuvieron del Bioterio de la Facultad de Química, Edificio “A”, los cuales no se les había sometido a previa experimentación. Se mantuvieron a condiciones de 12/12 luz oscuridad, temperatura ambiente y humedad relativa de 45% La administración se realizo cada tercer día, durante un mes entre las 7:00 – 9:30 am. Se utilizo la vía de administración intraperitoneal; el TBE fue administrado a una dosis de 300 mg/kg y 250 mg/kg para ratas y ratones respectivamente (Lumb, 1963 y Flecknell 1998)Y el ETOH al 2% se administro a razón de 1ml/100g o 1ml/10g según fuera el caso de ratas o ratones Cada grupo control, vehículo y tratamiento en ratas y ratones se seleccionó aleatoriamente con una n=8. 5.3 Metodología 5.3.1. Distribución de grupos experimentales. Se seleccionó aleatoriamente tres grupos tanto de ratas como de ratones y se distribuyeron en cajas de acrílico los cuales fueron marcados como: • Grupo control: animales íntegros • Grupo vehículo:ETOH 2% • Grupo tratamiento:TBE al 2% CADA GRUPO SE MARCÓ Y SE PESO CADA TERCER DÍA, DESDE EL INICIO HASTA EL FINAL DE EXPERIMENTO. Neevia docConverter 5.1 Procedimiento para la administración de las soluciones: • El grupo control de ratas o ratones únicamente se pesaron y marcaron cada tercer día durante un mes • El grupo vehículo de ratas y ratones se administro 1ml/100g y 1ml/10g de ETOH al 2% respectivamente, cada tercer día durante un mes. • Al grupo tratamiento de ratas se administro 300 mg/kg de TBE al 2% vía intraperitoneal cada tercer día durante un mes y se pesaron. • Al grupo tratamiento de ratones se administro 250 mg/kg de TBE al 2% vía intraperitoneal cada tercer día. • Al finalizar el tiempo de administración (día 30), se procedió a realizar la eutanasia y fijación y embalaje de los tejidos. 5.3.2 Procedimiento para la fijación de tejidos: Una vez terminada la administración de las soluciones: • Se realizo la eutanasia por dislocación cervical • Posteriormente se realizó una examinación macroscópica post mortem a los diferentes órganos o tejidos . • Los órganos de interés se fijaron con formol al 10 % la cual duró 15 días a temperatura de refrigeración (4°C). • Para el estudio histopatológico se realizó para aquellos animales en los que se observó a nivel macroscopico mayor lesión. 5.3.3 Procedimiento para el estudio histopatológico (Prophet, 1995 y Uria, 1996): • Se lavaron los tejidos con agua y se realizaron cortes a los diferentes órganos (hígado, riñón, músculo de la cavidad abdominal en donde se realizo la administración intraperitoneal.) Neevia docConverter 5.1 • La marcha de inclusión se realizo por medio del histoquinette que involucra la deshidratación del tejido por medio de alcoholes; el aclaramiento que se lleva a cabo por medio de solventes que solubilizan a la parafina; y posteriormente la infiltración de la parafina a los tejidos. Se obtuvieron cortes de los tejidos embebidos en parafina por medio del micrótomo. • Se montaron los cortes en un portaobjetos • Posteriormente las laminillas se tiñeron con el procedimiento de hamatoxilina y eosina de Harris • Por último se observaron los daños histopatológico en los tejidos de interés. Los resultados obtenidos de peso se analizaron mediante una ANADEVA de una vía, con una p<0.05, en donde hubo diferencias significativas se realizó una diferencia de medias mediante la prueba post-hoc de Duncan. Neevia docConverter 5.1 5.4 Diagramas de flujo del procedimiento experimental. 5.4.1. Diagrama de flujo de rata n=8 Distribución e identificación de grupos Realización de eutanasia por dislocación cervical Administrar vehículo (ETOH/SSI =2%) por vía IP, cada tercer día por un mes a razón de 1ml/100 g Tratamiento Vehículo Control Administrar tratamiento (TBE/SSI =2%) por vía IP cada tercer día por un mes. a razón de 300 mg/ml en rata Pesar cada individuo cada tercer día por un mes Individuosíntegros Examinación macroscópica post mortem a los diferentes órganos. Fijación de órganos con formol al 10 % Análisis de estadístico Análisis de resultados Montar los cortes en un portaobjetos Lavado de órganos con agua y proceder a la marcha de inclusión de parafina Realización de cortes a hígado, riñón y músculo Teñir las muestras con Hematoxilina – Eosina de Harris. Neevia docConverter 5.1 5.4.2. Diagrama de flujo de ratón . n=8 Distribución e identificación de grupos Realización de eutanasia por dislocación cervical Administrar vehículo (ETOH/SSI =2%) por vía IP, cada tercer día por un mes a razón de 1ml/10 g Tratamiento Vehículo Control Administrar tratamiento (TBE/SSI =2%) por vía IP cada tercer día por un mes. a razón de 250 mg/ml en rata Pesar cada individuo cada tercer día por un mes Individuos íntegros Examinación macroscópica post mortem a los diferentes órganos. Fijación de órganos con formol al 10 % Análisis de estadístico Análisis de resultados Montar los cortes en un portaobjetos Lavado de órganos con agua y proceder a la marcha de inclusión de parafina Realización de cortes a hígado, riñón y músculo Teñir las muestras con Hematoxilina – Eosina de Harris. Neevia docConverter 5.1 CAPITULO 6 6 RESULTADOS 6.1 Pesos promedio de rata evaluados durante el estudio En la Tabla 8 y Figura 2 se muestran los pesos promedio de las ratas + E.E., obtenidos cada tercer día de los grupos experimentales evaluados, control (CTRL), vehículo (VEH), tratamiento (TRA), en donde se observa que las ratas control y ratas vehículo aumentaron de peso a lo largo del tratamiento pero el peso de las ratas tratadas con TBE disminuyó, siendo significativamente diferente en los días 26 y 28 (ANADEVA, F=5.189, p<0.10, prueba post-hoc Duncan) 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 350.0 400.0 450.0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 PE SO P RO M ED IO (g ) DÍAS DE ADMINISTRACIÓN CTRL VEH TRA TABLA 8. PESO PROMEDIO DE LAS RATAS EVALUADAS (g) + E.E. DONDE CTRL=CONTROL, VEH=VEHÍCULO Y TRA= TRATAMIENTO. DÍAS DE ADMINISTRACIÓN 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 CTRL 249.5+ 8.3 258.2+ 10.5 269.6+ 9.7 287.4+ 11.1 309.1+ 11.3 300.2+ 13.5 286.9+ 13.0 305.9+ 14.4 319.2+ 14.7 310.7+ 13.3 334.2+ 13.6 354.4+ 15.3 354.3+ 21.4 365.7+ 26.0 363.6+ 20.3 VEH 285.1+ 17.6 300.1+ 22.5 293.3+ 10.0 296.6+ 10.2 312.9+ 10.8 320.5+ 10.4 315.7+ 10.0 327.1+ 11.4 336.2+ 11.6 326.3+ 11.7 349.1+ 12.9 352.4+ 12.5 362.9+ 12.9 364.7+ 13.4 368.8+ 13.7 TRA 261.3+ 18.4 259.9+ 23.4 256.9+ 9.8 264.2+ 9.7 268.3+ 9.8 269.4+ 9.5 276.8+ 12.5 277.7+ 12.6 278+ 10.7 272.7+ 10.6 283.2+ 14.7 289.4+ 13.2 298.7+ 12.4 126.6+ 13.1 105.8+ 12.9 Figura 2: Días de administración vs. peso promedio de ratas a lo largo del tratamiento. Cada barra representa el peso promedio de ratas expresado en gramos en los diferentes días de administración + E.E. Donde CTRL: control, VEH: vehículo (ETOH/SSI =2%) y TRA: tratamiento (TBE), *existen diferencia significativas con p< 0.010. Neevia docConverter 5.1 6.1.1 En la T embarg hígado TABLA 9: CO Tratamiento Control Vehículo ET Tratamiento TBE a 300 m Evaluació Tabla 9 se go, en las o, músculo, OMPARACIÓN I TOH 2% o con mg/ml n macrosc observa q s ratas trat e intestino N MACROSCÓP Individuo cópica en r ue no hubo tadas con . PICA DE RATA ratas o cambios TBE hay AS CONTROL Observa Sin camb Sin camb Adheren Fibrosis Músculo Músculo Aire en l Endurec aparentes lesiones v L Y VEHÍCULO ciones bios macrosco bios macrosco ncias en TGI : o, higado, riñon o con zonas pse la porcion inte cimiento de inte en control visibles prin O CONTRA RA picamente visi picamente visi n TGI, bazo. eudohemoragic stinal esinos y vehículo ncipalment ATAS TRATAD ibles ibles cas o; sin e en DAS Neevia docConverter 5.1 6.1.2 La Ta adminis anestés vehícul T T C V E T c 3 Histopatol abla 10 des stración cró sico, tiene le o TABLA 10: C Tratamiento Control Vehículo ETOH 2% Tratamiento con TBE 300 mg/ml logía en ra cribe las le nica del TB esiones a ni CORTE HIS Figura a ata. esiones micr BE; observa ivel de la cá STOLÓGICO roscópicas e ndo que el ápsula del h O DE HÍGAD encontradas grupo a el hígado con r DO DE RAT s en hígado l cual se le respecto a e TA Observaci Sección de cambios aparentes H/E rata c Sección de cambios aparentes H/E rata c Tinción Fibrosis grave d pequeños inflamator constituido linfocitos o de rata tr e administró el grupo con iones e hígado sin patológicos tinción control 40x e hígado sin patológicos tinción control 40x H/E 40X capsular difusa y focos ios os por ras la este ntrol y Neevia docConverter 5.1 La Tab adminis anestés y vehíc TAB Trat Con Vehí ETO Trat con bla 11 desc stración cró sico, tiene fib ulo. BLA 11: COR tamiento trol ículo OH 2% tamiento TBE ribe las les nica del TB brosis entre RTES HISTOL Figura iones micro BE; observa las fibras de LÓGICO DE oscópicas en ndo que el el músculo e MÚSCULO D ncontradas grupo a el esquelético c DE RATA O S c ti S c ti S a fi m e M M en músculo l cual se le con respecto Observaciones Sección de cambios patoló inción H/E Sección de cambios patoló inción H/E Sección de mús apreciándose á fibrosis entre musculares y escasos macrófa Miositis crónica Mionecrosis dis o de rata tr e administró o al grupo co s músculo s ógicos aparent músculo s ógicos aparent sculo esquelétic área extensa d las fibras presencia fagos a grave difusa screta difusa ras la este ontrol sin tes sin tes co de de de Neevia docConverter 5.1 49 6.2 Peso promedio de ratones evaluados durante el estudio. En la Tabla 12y Figura 3 se muestran los pesos promedio de ratones + E.E., obtenidos cada tercer día de los grupos experimentales evaluados, control (CTRL), vehículo (VEH) y tratamiento (TRA), en donde se puede observar que en el caso de los ratones del grupo control existe un aumento del peso a lo largo del experimento. Así mismo observamos que el vehículo no afecta el peso con forme transcurre el tiempo, en cambio para el tratamiento tenemos que permanece constante por ciertos periodos de tiempo. (ANADEVA , F=12.997 p=<0.001, prueba post-hoc Duncan) 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 PE SO P RO M ED IO (g ) DÍAS DE ADMINISTRACIOÓN CTRL VEH TRA TABLA 12. PESO PROMEDIO DE RATONES DE LOS GRUPOS EXPERIMENTALES (G) ± E.E.. DONDE CTRL=CONTROL, VEH=VEHÍCULO Y TRA= TRATAMIENTO. Grupo Días de administración 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 CTRL 23.6+0.9 25+0.8 26+0.8 26+0.8 27+1.0 27+1.0 28+1.0 29+1.0 29+1.1 30+1.2 30+1.2 31+1.1 32+1.2 32+1.3 33+1.2 VEH 23.7+1.0 25+1.2 25+0.9 27+0.7 27+0.7 27+0.6 28+0.8 28+0.7 29+0.7 29+0.7 28+0.6 28+0.7 29+0.6 29+0.9 29+0.8 TRA 25.2+0.7 25+0.6 25+0.7 25+0.8 25+0.7 25+0.7 26+0.6 26+0.4 25+1.1 25+1.2 27+0.2 27+0.3 28+0.7 29+0.5 29+0.8 Figura 3: Días de administración vs. peso promedio de ratones a lo largo del tratamiento. Cada barra representa el peso promedio de ratones expresado en gramos en los diferentes días de administración + ES. Donde CTRL: control, VEH: vehículo (ETOH/SSI =2%) y TRA: tratamiento (TBE), * existe diferencia significativade P< (0.001) Neevia docConverter 5.1 6.2.1 Como el con visible TABLA TRATA Tratam Contr Vehíc ETOH Tratam con T mg/kg Evaluació o se puede ntrol y vehíc es a nivel d A 13. COMPA ADOS miento rol ulo H 2% miento TBE a 250 g n macrosc observar e culo; sin em e hígado v RACION MAC Individuo cópica en r en la Tabla mbargo par ejiga. CROSCÓPICA ratones 13 no se e ra las raton A DE RATON encontraron nes tratados NES CONTRO Ob Sin vis Sin vis Icte he Ve Ve As n cambios a s con TBE OL, VEHÍCULO bservacion n cambios sibles n cambios sibles ericia, en patomegalia egiga pletorica esícula semina scitis aparentes e hay lesion O VS RATON macroscopic macroscopic n intestin a ales lesionad en es ES cos cos nos as Neevia docConverter 5.1 6.2.2 La Tab tras la conduc V Histopatol bla 14 desc administra ctos biliares TAB Tratamient o Control Vehículo ETOH 2% Tratamient o con TBE a 250 mg/kg logía en ra cribe las le ación crón s, con respe LA 14: COR Figura E 0 atones siones mic nica del T ecto al cont RTES HISTO croscópicas BE en do trol y vehícu OLÓGICO D s encontrad onde se o ulo. DE HÍGADO Obse Secci aprec histol Secci aprec histol Secci aprec hiperp biliare das en híga bservar hi O DE RATÓN ervaciones ión de híg ciables c ógicos. Tinc ión de híg ciables c ógicos. Tinc ión de ciándose un plasia de co es. Tinción H ado de rató perplasia d N ado sin cambios ción H/E ado sin cambios ción H/E hígado foco de onductos H/E ón de Neevia docConverter 5.1 CAPÍTULO 7 7 Análisis de resultados Uno de los factores para estar seguros de la salud de animales a los cuales se les somete a estudios de toxicidad crónica es el monitoreo de la masa o peso corporal; a partir de este factor se puede detectar algunos cambios generados por la toxicidad de fármacos, ya que la disminución de la masa corporal puede poner de manifiesto la condición de salud del individuo; por lo que éste factor se monitoreo a lo largo del experimento (Ballantyne, 1999). En el caso del grupo de las ratas a las cuales se les administro TBE, se observa una disminución significativa en la masa corporal. Esta disminución se le puede atribuir a : * El estado de salud: ya que las ratas que murieron antes del tiempo propuesto para la administración crónica, iban decayendo disminuyendo su masa corporal, y al momento en que se les practicaba la necroscopia se observaba pequeños focos localizados de fibrosis (Iñarritu, 2008). * Consumo calórico: este factor es importante ya que depende de ingerir un exceso de energía o un bajo consumo de ésta. Las ratas que sobrevivieron durante el transcurso de la administración crónica del TBE aumentaban de peso, y no se mostraban renuentes a su alimento (Prophet, 1995 y Iñarritu, 2008). *Factores metabólicos y genéticos: estos dependen de la variabilidad individual entre especie en cuanto a : • La desviación preferente de los sustratos energéticos hacia la síntesis y el almacenamiento de los triglicéridos. • El aumento en la eficiencia para degradar los hidratos de carbono, los ácidos grasos y los aminoácidos, y almacenar la energía adicional en forma de triglicéridos en el tejido adiposo. Neevia docConverter 5.1 • Una mayor eficiencia para efectuar el trabajo fisiológico, en la que se requiere menos energía, y el exceso de ésta se convierte en triglicéridos que se almacenan en el tejido graso. • La inhibición en la movilización de la energía almacenada en forma de triglicéridos en el tejido adiposo (Iñarritu, 2008). También se observó que la actividad física decreció en las ratas administradas crónicamente con TBE, además el pelo se mostraba hirsuto que es una manifestación en particular de ratas que están carentes de nutrientes o enfermas (Seymour 2001). Una vez hecha necropsias se evaluaron macroscópicamente las lesiones y se encontró adherencias y fibrosis en algunos órganos de ratas, donde hubo mayor lesión en músculo, hígado, riñon TGI, bazo; lo cual concuerda con la informacion reportada por Chaya en el año 2007. Es de importancia mencionar que las adherencias son generalmente tejido cicatrizado formado después de una intervención quirúrgica o se pueden formar a consecuencia de una inflamación como parte del proceso curativo del cuerpo. Por lo que el TBE es altamente irritante a dosis repetidas, el cual ocasiono inflamación severa, peritonitis, fibrosis pseudohemorragia y adherencias (Soybir, 1998; Herrick, 2000, Attard 2007 y Holmdahl, 1997). Las adherencias son tejidos fibrosos dentro del cuerpo que unen piezas normalmente no conectadas como el caso de la ratas tratadas por TBE ya que se encontró uniones entre el intestino, hígado, vaso músculo etc, algunas de las consecuencias de estas lesiones depende de donde estén localizadas por ejemplo pueden tirar de los nervios o los órganos, causando dolor en el cuerpo mientras que el individuo se estira, ejercita, o aún, cuando respira, y un proceso quirúrgico posterior a la presencia de estas lesiones requeriría más cuidado (DiZerga, 1997 y Attard 2007). Neevia docConverter 5.1 También, se encontró la presencia de abundantes células inflamatorias constituida por macrófagos, además se visualizó mionecrosis discreta difusa, y miositis (DiZerega, 2007). En el hígado de ratas microscópicamente se encontró fibrosis capsular grave difusa y pequeños focos inflamatorios constituidos por linfocitos que son lesiones generalmente encontradas en ensayos toxicológicos tras una administración crónica que desencadena un respuesta inflamatoria severa (Baker, 1980). En el riñón de las ratas microscópicamente no se encontraron daños patológicos aparentes aunque macroscópicamente se visualizo presencia de fibrosis y adherencias. Otra de las lesiones que causo el TBE fue el acumulo de materia fecal, esto se le puede atribuir a la fibrosis y adherencias que, impide la motilidad intestinal (Van 2007 y Herrick,2000). En el caso del ratón, el peso corporal se vio poco afectado por la administración de TBE ya que el aumento del peso no incrementaba de manera significativa y además este permaneció constante por ciertos periodos de tiempo. El decremento del peso se le puede atribuir a los mismos factores que se mencionaron anteriormente en ratas. En la evaluación macroscópicas, se observó presencia de ictericia en diferentes órganos y como ya se sabe la ictericia es consecuencia de un acumulo de bilirrubina que es un subproducto de la destrucción de los eritrocitos y esta pasa a la sangre, donde circula transportada por la albúmina. Después es captada por las células del hígado y penetra en su interior. Allí se transforma en bilirrubina conjugada mediante su unión con ácido glucurónico y luego es eliminada mediante la bilis formada por el hígado. De este modo, siguiendo las vías biliares pasa al intestino, donde es transformada en urobilinógeno por las bacterias intestinales y eliminada con las heces, dándoles su color característico. Pero si hay demasiados glóbulos rojos que están saliendo de circulación para ser procesados por el hígado, se acumula un pigmento amarillo en el cuerpo y cuando hay suficiente Neevia docConverter 5.1 pigmento para ser visible, se presenta la ictericia como en el caso de los ratones. La ictericia puede ser causada por la presencia de demasiados glóbulos rojos fuera de circulación a consecuencia de: • Una sobrecarga del hígado • Dañado hepático • Incapacidad para movilizar la bilirrubina procesada desde el hígado a través del tracto biliar hasta los intestinos (González, 2004). Así mismo la ictericia en los ratones puede ser atribuida a una sobrecarga del hígado ya que el TBE se elimina en el hígado por glucoronización;
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